本文關(guān)鍵詞：一種含4%Ru的單晶鎳基合金的組織與性能

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【摘要】：本文通過設(shè)計和制備一種含4%Ru的鎳基單晶合金,并對其進行不同工藝熱處理,蠕變性能測試、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)組織形貌觀察、能譜儀(EDS)成分分析,研究了熱處理工藝對合金中成分偏析程度的影響,以及含4%Ru單晶鎳基合金在不同條件蠕變期間的變形和損傷特征,通過考察組織缺陷形態(tài)對合金組織演化和蠕變性能的影響,分析合金在蠕變期間裂紋萌生與擴展的特征。得出以下主要結(jié)論:在鑄態(tài)合金中存在明顯的成分偏析,Ta、Co、Al、Ru等元素主要偏聚于枝晶間區(qū)域,而元素W、Cr、Mo主要偏聚于枝晶干區(qū)域,其中,W、Mo為偏析系數(shù)最大的負偏析元素,Ru、Al為偏析系數(shù)最大的正偏析元素。合金經(jīng)過完全熱處理后,各元素在枝晶干/間的偏析程度明顯降低,且隨著固溶溫度的提高,元素的偏析系數(shù)也隨之降低,可見,合理的熱處理工藝可提高合金中各元素的均勻化程度,改善合金的蠕變抗力。在980~1010℃溫度區(qū)間含4%Ru的單晶鎳基合金具有良好的蠕變抗力和較長的蠕變壽命;測算出合金在1070~1100℃、980~1010℃和760~780℃溫度區(qū)間的穩(wěn)態(tài)蠕變期間激活能分別為:Q=409.9 kJ/mol、Q=439.2kJ/mol和Q=467.3 kJ/mol。在蠕變初期,合金中??相沿著垂直于施加應(yīng)力的方向形成筏狀結(jié)構(gòu),合金在穩(wěn)態(tài)蠕變期間的變形機制是位錯在基體中滑移、攀移,并且剪切筏狀??相;合金在蠕變后期的變形機制是位錯在基體滑移和剪切進入筏狀??相。蠕變期間,合金中筏狀??相之間的基體通道可析出大量細小立方??相,隨蠕變進行,細小??相逐漸長大,可有效阻礙位錯運動,提高合金的蠕變抗力。組織缺陷對合金的蠕變壽命有巨大的破壞作用,在蠕變期間,在有裂紋孔洞與無裂紋孔洞周圍具有不同的應(yīng)力分布特點,與無裂紋孔洞相比,在有裂紋孔洞左右兩側(cè)的極點處產(chǎn)生更大的應(yīng)力值,隨著蠕變的進行,最大應(yīng)力值不斷增加,可促使裂紋易于沿垂直于應(yīng)力軸方向擴展,是導(dǎo)致合金蠕變壽命較短的主要因素。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG132.3;TG166

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